一種鋰離子動力電池組的制作方法

一種鋰離子動力電池組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電動汽車動力電池領域，公開了一種鋰離子動力電池組，該鋰離子動力電池組內各單體電池的形狀均為圓柱體，各單體電池之間通過金屬導體連接，且任意三個相鄰的單體電池的底面圓心之間的距離相等。本實用新型的鋰離子動力電池組，具有明顯較高的能量密度和能量效率，應用該鋰離子動力電池組的電動汽車具有明顯較長的續航里程。
【專利說明】
-種裡離子動力電池組
技術領域
[0001] 本實用新型設及電動汽車動力電池領域，具體地，設及一種裡離子動力電池組。
【背景技術】
[0002] 目前，新能源汽車產業正處在新興產業的節點上，誰能在運一輪產業變革中搶占 制高點，獲取主導地位，誰就會成為新世界經濟的領航者。其中，電動汽車正在逐步取代傳 統的燃油汽車，而裡離子動力電池作為電動汽車最核屯、的零部件，關系到電動汽車產業發 展的進程。目前電動汽車的發展還存在著續航里程短、成本高、電池使用壽命不長等諸多問 題。其中電動汽車續航里程短由多種原因造成，如車體沒有做輕量化設計、車身太重、負荷 太大導致耗電量大影響續航里程，電池和電機匹配不合理，效率較低影響到續航里程。但 是，電池的能量密度是其中一個最為關鍵的因素。為此業界都在探索新的電池材料、電池生 產方法、電池組合方法來提高裡離子動力電池的能量密度。影響到裡離子動力電池能量密 度的材料有正極活性物質和負極活性物質。裡離子動力電池的正極活性物質已經由能量密 度較低的儘酸裡、憐酸鐵裡材料，向能量密度較高的Ξ元材料、兩元材料過渡。如美國的特 斯拉公司所用儀鉆侶酸裡的能量密度接近憐酸鐵裡的2倍。負極活性物質從能量密度較低 的硬碳發展到石墨，又從石墨正在向碳娃合金、裡合金、石墨締等能量密度更高的材料過 渡。但是，能量密度高的材料安全性也會受到影響。而且活性物質材料僅僅體現出單體電池 的能量密度，在電動汽車上真正影響到續航里程的卻是成組W后電池組的能量密度，在電 化學系統的設計上，由于圓柱體的電化學能量密度較高，一般采用圓柱體的電化學系統。裡 離子動力電池組由于組裝方法的不同其能量密度也不相同，續航里程也有所差別。如特斯 拉公司MODEL S電動汽車所用單體電池的能量密度達到220Wh/kgW上，組合動力電池組的 能量密度只有144Wh/kg左右。電池組的能量密度的效率只有65% (144/220 = 65% )。
[0003] 為了提高電池組的能量密度，眾多研究機構都在尋求相應的電池組的制造方法。 專利申請號為201210166775.7的發明專利申請公開的方法致力于減少電池單體之間的連 接件，該申請公開了一種裡電池蓋帽、電忍、裡電池及電忍組裝方法，包括蓋板和至少一個 電極引出單元，所述蓋板具有上表面和下表面，所述電極引出單元包括一一對應的第一配 合孔、絕緣密封體及馴釘，所述第一配合孔上下貫穿所述上表面和下表面，所述絕緣密封體 具有上下貫穿的第一通孔，所述第一配合孔套住所述絕緣密封體，所述第一通孔套住所述 馴釘，所述馴釘、絕緣密封體及蓋板馴固一體，所述絕緣密封體將所述蓋板和馴釘絕緣隔 開，且所述馴釘具有用于供電極直接穿過的上下貫穿的第二通孔，電極可W-體直接從極 片連接到保護線路板，沒有中間零件。但是，該方法對于普通圓柱體的裡離子動力電池而 言，電池組的能量密度提高有限。
[0004] 因此，研發一種能量密度和能量效率顯著提高的裡離子動力電池組，具有重要的 現實意義。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是為了克服現有技術中單體裡離子動力電池的能量密度較高 而組合為裡離子動力電池組應用在電動汽車上裡離子動力電池組能量密度較低、電動汽車 續航里程較短的缺陷，提供一種裡離子動力電池組。本實用新型的裡離子動力電池組，具有 明顯較高的能量密度和能量效率，應用該裡離子動力電池組的電動汽車具有明顯較長的續 航里程。
[0006] 本實用新型的發明人在研究中意外發現，將形狀為圓柱體的單體裡離子動力電池 進行組合時使得任意Ξ個相鄰的單體電池的底面圓屯、之間的距離相等，由此得到的電池組 內任意Ξ個相鄰的單體電池的底面圓屯、之間的距離相等的裡離子動力電池組，具有明顯較 高的能量密度和能量效率，應用該裡離子動力電池組的電動汽車具有明顯較長的續航里 程。
[0007] 因此，為了實現上述目的，本實用新型提供了一種裡離子動力電池組，所述裡離子 動力電池組內各單體電池的形狀均為圓柱體，各單體電池之間通過金屬導體連接，且任意 Ξ個相鄰的單體電池的底面圓屯、之間的距離相等。
[0008] 優選地，所述連接的方式為串聯連接。
[0009] 優選地，所述連接的方式為并聯連接。
[0010] 優選地，所述連接的方式為串并聯連接。
[0011] 本實用新型的裡離子動力電池組，具有明顯較高的能量密度和能量效率(能量效 率高達90.9%)，應用該裡離子動力電池組的電動汽車具有明顯較長的續航里程。
[0012] 本實用新型的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的一種優選實施方式中的裡離子動力電池組的組合方式示意 圖。
【具體實施方式】
[0014] W下對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的
【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0015] 本實用新型提供了一種裡離子動力電池組，所述裡離子動力電池組內各單體電池 的形狀均為圓柱體，各單體電池之間通過金屬導體連接，且任意Ξ個相鄰的單體電池的底 面圓屯、之間的距離相等。
[0016] 本領域技術人員應該理解的是，本實用新型中的裡離子動力電池組是指由單體裡 離子電池通過金屬導體如導電連接片連接在一起構成的不同電壓和容量的裡離子動力電 池組。
[0017] 本實用新型的裡離子動力電池組中，優選情況下，所述連接的方式為串聯連接。
[0018] 本實用新型的裡離子動力電池組中，優選情況下，所述連接的方式為并聯連接。
[0019] 本實用新型的裡離子動力電池組中，優選情況下，所述連接的方式為串并聯連接。
[0020] 本實用新型的裡離子動力電池組中，為了進一步提高裡離子動力電池組的能量密 度和能量效率，優選情況下，單體電池的能量密度高于130Wh/kg，進一步優選為135-325Wh/ kg，循環壽命大于500次，進一步優選為600-5000次。
[0021] 本實用新型的裡離子動力電池組中，本實用新型的發明人進一步發現，選擇符合 條件"任意兩個單體電池之間的容量差為lO-lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1-lOm Ω " 的單體裡離子動力電池進行組合，能夠進一步提高組合得到的裡離子動力電池組的能量密 度和能量效率，因此，為了進一步提高裡離子動力電池組的能量密度和能量效率，優選情況 下，任意兩個單體電池之間的容量差為lO-lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為l-lOmQ。
[0022] 另外，本實用新型公開了一種裡離子動力電池組的制造方法，該方法包括:通過焊 接的方式用金屬導體將單體裡離子動力電池進行組合，并使得任意Ξ個相鄰的單體電池的 底面圓屯、之間的距離相等，其中，所述單體裡離子動力電池的形狀均為圓柱體。
[0023] 本實用新型中，對于將單體裡離子動力電池進行組合的實施方式沒有特別的限 定，只要能夠使得任意Ξ個相鄰的單體電池的底面圓屯、之間的距離相等即可。優選情況下， 組合的實施方式包括:將單體裡離子動力電池進行排列固定，使得任意Ξ個相鄰的單體裡 離子動力電池的底面圓屯、之間的距離相等，在固定好的單體裡離子動力電池上設置金屬導 體，并用激光或電阻焊接的方式進行焊接，然后將焊接好的電池裝入電池殼內。
[0024] 本實用新型中，在對單體裡離子動力電池進行組合時，對組合成的電池組中單體 電池的數量、排列時的行數和列數沒有特別的限定，可W根據實際需求進行調整。
[0025] 本實用新型中，在對單體裡離子動力電池進行組合時，對于焊接的方式沒有特別 的限定，可W根據實際需求進行調整，如可W進行串聯焊接或者并聯焊接或者串并聯焊接， 此為本領域技術人員所公知。
[0026] 本實用新型中，為了提高滿足條件"任意兩個單體電池之間的容量差為10- 1 OOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1 -1 Om Ω "的分選得到的單體裡離子動力電池的合格率， 優選情況下，單體電池的能量密度高于130Wh/kg，進一步優選為135-325Wh/kg，循環壽命大 于500次，進一步優選為600-5000次。
[0027] 本實用新型中，對于單體裡離子動力電池的制備方法沒有特別的限定，可W為本 領域常用的各種方法，為了進一步提高滿足條件"任意兩個單體電池之間的容量差為ιο? ? OOmAh ， 電 壓差為3-50mV ， 內 阻差為 1 -1 Om Ω " 的分選得到 的單體裡離子動力電 池的合格率， 優選情況下，所述方法還包括:通過包括W下步驟的方法制備單體裡離子動力電池:將正極 漿料和負極漿料分別進行超聲過濾處理，然后利用超聲過濾處理得到的物料制備電池。
[0028] 本實用新型中，正極漿料含有正極活性物質、粘合劑和導電劑，對于正極活性物 質、粘合劑和導電劑沒有特別的限定，可W分別為本領域常用的各種正極活性物質、粘合劑 和導電劑。優選情況下，正極活性物質至少含有儘和裡兩種元素，進一步優選地，正極活性 物質為儀鉆儘酸裡、鉆酸裡、儀儘酸裡、儀鉆酸裡、憐酸鐵裡、憐酸鐵儘裡、憐酸鐵鉆裡和憐 酸鐵儘鉆裡中的一種或多種，更進一步優選地，正極活性物質的D50為1-20微米;粘合劑為 簇甲基纖維素鋼(CMC)、聚偏氣乙締(PVDFKT苯橡膠(SBR)和聚丙締中的一種或多種;導電 劑為炭黑、石墨、納米碳管、石墨締和金屬粉末中的一種或多種，對于金屬粉末沒有特別的 限定，可W為本領域常用的各種金屬粉末，此為本領域技術人員所公知，在此不再寶述。
[0029] 本實用新型中，負極漿料含有負極活性物質、粘合劑和導電劑，對于負極活性物 質、粘合劑和導電劑沒有特別的限定，可W分別為本領域常用的各種負極活性物質、粘合劑 和導電劑。優選情況下，負極活性物質為裡離子能夠嵌入或脫出的層狀結構或者尖晶石結 構，進一步優選地，負極活性物質為石墨、鐵酸裡、石墨締和可嵌裡合金中的一種或多種;粘 合劑為簇甲基纖維素鋼(CMC)、聚偏氣乙締(PVDF)、下苯橡膠（SBR)和聚丙締中的一種或多 種;導電劑為炭黑、石墨、納米碳管、石墨締和金屬粉末中的一種或多種，對于金屬粉末沒有 特別的限定，可W為本領域常用的各種金屬粉末，此為本領域技術人員所公知，在此不再寶 述。
[0030] 本實用新型中，對于正極漿料和負極漿料中使用的溶劑沒有特別的限定，可W分 別為本領域常用的各種溶劑，例如，正極漿料中使用的溶劑可W為水、乙醇或N-甲基化咯燒 酬(NMP)，負極漿料中使用的溶劑可W為水、乙醇或N-甲基化咯燒酬(NMP)。
[0031] 本實用新型中，對于正極漿料和負極漿料中的各組分的含量沒有特別的限定，可 W分別為本領域常用的各種含量，例如，W正極漿料計，正極活性物質的含量可W為82- 96wt%，粘合劑的含量可W為0.5-10wt%，導電劑的含量可W為0.5-8wt% ; W負極漿料計， 負極活性物質的含量可W為82-96wt%，粘合劑的含量可W為0.5-10wt%，導電劑的含量可 W 為 0.5-8wt%。
[0032] 本實用新型中，本領域技術人員應該理解的是，在對正極漿料和負極漿料分別進 行超聲過濾處理之前，可W將正極漿料和負極漿料混合均勻。對于將正極漿料和負極漿料 混合均勻的方式沒有特別的限定，只要能夠將正極漿料和負極漿料混合均勻即可。為了提 高后續的超聲過濾處理的效果，優選情況下，正極漿料和負極漿料的混合時間為0.5-2小 時。
[0033] 本實用新型中，為了進一步提高滿足條件"任意兩個單體電池之間的容量差為10- 1 OOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1 -1 Om Ω "的分選得到的單體裡離子動力電池的合格率， 優選情況下，超聲過濾處理的實施次數為3-5。進一步優選地，超聲過濾處理的實施條件包 括:超聲頻率為25-50k化;超聲時間為3-60min，更進一步優選為15-35min;過濾所用篩網的 網孔為50-500目，更進一步優選為100-230目。本領域技術人員應該理解的是，前述超聲時 間為進行一次超聲的時間，而且，超聲過濾處理優選為先進行超聲處理再進行過濾處理，且 在運種情況下，1次超聲過濾處理為依次進行的1次超聲處理和1次過濾處理，2次超聲過濾 處理為依次進行的1次超聲處理、1次過濾處理、1次超聲處理和1次過濾處理。
[0034] 本實用新型中，為了進一步提高滿足條件"任意兩個單體電池之間的容量差為ιο? ? OOmAh ， 電 壓差為3-50mV ， 內 阻差為 1 -1 Om Ω " 的分選得到 的單體裡離子動力電 池的合格率， 優選情況下，利用超聲過濾處理得到的物料制備電池的過程包括:采用所述超聲過濾處理 得到的物料制成初始電池，并將所述初始電池依次進行活化處理和化成處理。
[0035] 本實用新型中，對利用經過超聲過濾處理的物料制備初始電池的方法沒有特別的 限定，可W為本領域常用的利用漿料制備電池的各種方法。例如該方法包括將處理得到的 物料按照涂布、漉壓、分切、制片、卷繞、注液、封口的過程制備電池。其中，對于18650型號的 裡離子動力電池，在漉壓時，正極極片的厚度可W為0.155-0.165mm，負極極片的厚度可W 為0.140-0.150mm，在分切時，正極極片的寬度可W為56-57mm，負極極片的寬度可W為58- 59mm 〇
[0036] 本實用新型中，對于在制備電池的過程中注液所用電解液沒有特別的限定，可W 為本領域常用的各種電解液，例如電解液可W為有機溶劑，包括但不限于碳酸甲乙醋 化MC)、碳酸甲脂(DC)、碳酸乙締醋化C)、碳酸丙締醋(PC)、碳酸二甲醋(DMC)、碳酸乙脂等。
[0037] 本實用新型中，對于制備電池時所用的隔膜厚度沒有特別的限定，可W為本領域 常用的厚度，優選情況下，制備電池時所用的隔膜厚度不大于30微米。
[0038] 本實用新型中，對于制備電池時所用的電池殼的材料沒有特別的限定，可W為本 領域常用的各種材料，優選情況下，制備電池時所用的電池殼為侶合金材料或者不誘鋼材 料。
[0039] 本實用新型中，優選情況下，活化處理的條件包括:活化溫度為25-50°C，活化時間 為20-30小時。
[0040] 本實用新型中，為了進一步提高滿足條件"任意兩個單體電池之間的容量差為10- 1 OOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1 -1 Om Ω "的分選得到的單體裡離子動力電池的合格率， 優選情況下，化成處理的方式為恒流化成，且化成的電流大于0.6CsA，進一步優選地，化成 的電流為0.6-15CsA，更進一步優選為0.8-6CsA，化成的截止電壓為3.8-4.0V。本領域技術人 員應該理解的是，ICsA中，C5是指化率放電容量的數值，1C5是指1倍率的C5的放電的電流。
[0041] 本實用新型中，本領域技術人員應該理解的是，經過前述特定的制備方法得到的 單體裡離子動力電池，能量密度高于150Wh/kg，電池的循環壽命大于500次，且23°C、lCsA下 第500次循環的容量保持率仍高于85%，而且能夠通過針刺實驗，安全可靠。
[0042] 本實用新型還提供了上述方法制造得到的裡離子動力電池組。
[0043] 本實用新型的裡離子動力電池組的能量效率高達90.9%，能夠顯著延長電動汽車 的續航里程。
[0044] 實施例
[0045] W下將通過制備例、對比制備例、實施例和對比例對本實用新型進行詳細描述。如 無特別說明，使用的各材料均可市售獲得，采用的各種方法均為本領域的常規方法。
[0046] 電池的能量密度指單位重量的能量，其中能量=容量*電壓。
[0047] 23°C、lCsA下循環500次后的容量保持率測定實驗的方法為:QC/T743-2006。
[004引針刺實驗的測定方法為:QC/T743-2006。
[0049] 采用電池電壓內阻測試儀進行自放電、電壓、內阻等指標的分選，其中，電池電壓 內阻測試儀購自深圳市新威爾能源有限公司。
[0050] 采用電池檢測系統進行電池容量分選，其中，電池檢測系統購自深圳市新威爾能 源有限公司，型號為BTS-5V6A。
[00引]制備例1
[0052]本制備例用于說明單體裡離子動力電池的制造方法。
[0化3] (1)將5000g儀鉆儘酸裡、150g炭黑、150g聚偏氣乙締和4000g N-甲基化咯燒酬進 行液相混合，攬拌1小時形成均勻的正極漿料，然后對正極漿料進行4次超聲過濾處理，其 中，每次超聲過濾處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次超聲處理的 超聲頻率均為40曲Z，超聲時間均為30min，過濾時將經過超聲處理的正極漿料均過150目的 篩網。
[0054] (2)將3000g石墨、30g導電炭黑、30g簇甲基纖維素鋼和120g下苯橡膠、3300g水進 行液相混合，攬拌1小時形成均勻的負極漿料，然后對負極漿料進行4次超聲過濾處理，其 中，每次超聲過濾處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次超聲處理的 超聲頻率均為40曲Z，超聲時間均為30min，過濾時將經過超聲處理的負極漿料均過150目的 篩網。
[0055] (3)通過涂布工序將步驟（1)得到的正極漿料和侶錐粘合在一起，將步驟(2)得到 的負極漿料和銅錐粘合在一起，分別制成正極成卷極片和負極成卷極片，然后將正極成卷 極片通過漉壓機漉壓至0.160mm的厚度，將負極成卷極片通過漉壓機漉壓至0.145mm的厚 度，再用分切機將正極極片分切至56mm的寬度，將負極極片分切至58mm的寬度，焊接上極 耳，卷繞成圓柱體電池，裝進侶合金電池殼內，往裝配的電池中注入電解液化C/DMC=1:1 (體積比）），在濕度1%的環境下對電池進行封口，制成18650型號的裡離子動力電池。
[0056] (4)將封好口的電池在35°C下活化25小時，然后進行恒流化成，化成的電流為 ICsA，化成的截止電壓為3.9V。
[0化7] 制備例2
[0058]本制備例用于說明單體裡離子動力電池的制造方法。
[0化9] (1)將5000g儀儘酸裡、150g石墨、150g簇甲基纖維素和4000g乙醇進行液相混合， 攬拌1.5小時形成均勻的正極漿料，然后對正極漿料進行3次超聲過濾處理，其中，每次超聲 過濾處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次超聲處理的超聲頻率均為 50曲Z，超聲時間均為15min，過濾時將經過超聲處理的正極漿料均過120目的篩網。
[0060] (2)將3000g石墨、30g納米碳管、150g下苯橡膠和3300g乙醇進行液相混合，攬拌 1.5小時形成均勻的負極漿料，然后對負極漿料進行3次超聲過濾處理，其中，每次超聲過濾 處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次超聲處理的超聲頻率均為 50曲Z，超聲時間均為15min，過濾時將經過超聲處理的負極漿料均過120目的篩網。
[0061] (3)通過涂布工序將步驟（1)得到的正極漿料和侶錐粘合在一起，將步驟(2)得到 的負極漿料和銅錐粘合在一起，分別制成正極成卷極片和負極成卷極片，然后將正極成卷 極片通過漉壓機漉壓至0.160mm的厚度，將負極成卷極片通過漉壓機漉壓至0.145mm的厚 度，再用分切機將正極極片分切至56mm的寬度，將負極極片分切至58mm的寬度，焊接上極 耳，卷繞成圓柱體電池，裝進侶合金電池殼內，往裝配的電池中注入電解液化C/DMC/PC = 1: 1:1(體積比）），在濕度1%的環境下對電池進行封口，制成18650型號的裡離子動力電池。
[0062] (4)將封好口的電池在40°C下活化20小時，然后進行恒流化成，化成的電流為 0.8CsA，化成的截止電壓為3.8V。
[0063] 制備例3
[0064] 本制備例用于說明單體裡離子動力電池的制造方法。
[00化](1)將2500g儘酸裡、2500g儀鉆儘酸裡、150g炭黑、150g聚偏氣乙締和4000g N-甲 基化咯燒酬進行液相混合，攬拌1小時形成均勻的正極漿料，然后對正極漿料進行5次超聲 過濾處理，其中，每次超聲過濾處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次 超聲處理的超聲頻率均為25kHz，超聲時間均為35min，過濾時將經過超聲處理的正極漿料 均過150目的篩網。
[0066] (2)將3000g石墨、30g炭黑、150g聚偏氣乙締和3300g N-甲基化咯燒酬進行液相混 合，攬拌1小時形成均勻的負極漿料，然后對負極漿料進行5次超聲過濾處理，其中，每次超 聲過濾處理時均先進行一次超聲處理再進行一次過濾處理，且每次超聲處理的超聲頻率均 為25曲Z，超聲時間均為35min，過濾時將經過超聲處理的負極漿料均過150目的篩網。
[0067] (3)通過涂布工序將步驟（1)得到的正極漿料和侶錐粘合在一起，將步驟(2)得到 的負極漿料和銅錐粘合在一起，分別制成正極成卷極片和負極成卷極片，然后將正極成卷 極片通過漉壓機漉壓至0.160mm的厚度，將負極成卷極片通過漉壓機漉壓至0.145mm的厚 度，再用分切機將正極極片分切至56mm的寬度，將負極極片分切至58mm的寬度，焊接上極 耳，卷繞成圓柱體電池，裝進侶合金電池殼內，往裝配的電池中注入電解液化C/DMC=1:1 (體積比）），在濕度1%的環境下對電池進行封口，制成18650型號的裡離子動力電池。
[0068] (4)將封好口的電池在30°C下活化30小時，然后進行恒流化成，化成的起始電流為 6CsA，化成的截止電壓為4.0 V。
[0069] 制備例4
[0070] 按照制備例1的方法，不同的是，步驟(1)和(2)中均進行2次超聲過濾處理，且超聲 處理的條件均為:超聲頻率為20kHZ，超聲時間為60min。
[0071] 制備例5
[0072] 按照制備例1的方法，不同的是，步驟(4)中化成處理時進行恒流化成，且化成的電 流為 o.ecsA。
[0073] 制備例6
[0074] 按照制備例1的方法，不同的是，步驟(4)中化成處理時進行恒流化成，且化成的電 流為15CsA。
[00巧]制備例7
[0076] 按照制備例1的方法，不同的是，步驟(4)中化成處理時進行恒流化成，且化成的截 止電壓為4.2V。
[0077] 對比制備例1
[0078] 按照制備例1的方法，不同的是，步驟(1)和(2)中分別形成均勻的正極漿料和負極 漿料后均不進行超聲過濾處理，而是直接進行步驟(3)。
[00巧]對比制備例2
[0080]按照制備例1的方法，不同的是，步驟(1)和(2)中分別形成均勻的正極漿料和負極 漿料后均不進行超聲過濾處理，而是直接進行步驟(3)。且步驟(4)中，化成處理時進行恒流 化成，且化成的起始電流為0.3C5A，化成的截止電壓為4.0V。
[00川試驗例1
[0082] 分別對制備例1-7和對比制備例1-2得到的電池測定能量密度、進行針刺實驗和23 "CaCsA下循環500次后的容量保持率測定實驗，結果如表1所示。
[0083] 表 1
[0084]
[0085]
[0086] 由表1中制備例和對比制備例的數據比較可知，制備電池前將正極漿料和負極漿 料分別進行超聲過濾處理，在大電流化成狀態下，制造得到的裡離子動力電池仍具有明顯 較高的能量密度、容量和循環性能，而且，在不影響電池的能量密度、容量和循環性能的情 況下，能夠明顯降低電池的制造成本。其中，根據制備例的方法制造得到的電池，能量密度 高于150Wh/kg，循環壽命大于500次，且23°C、lCsA下第500次循環的容量保持率仍高于 85%，而且能夠通過針刺實驗，安全可靠。
[0087] 實施例1-9
[0088] 實施例1-9分別用于說明本實用新型的裡離子動力電池組的制造方法。
[0089] 分別將制備例1-7和對比制備例1-2(制備例1-7和對比制備例1-2分別對應于實施 例1-9)得到的單體裡離子動力電池進行自放電、容量、電壓、內阻等指標的分選成組。其中， 選擇符合W下條件的單體電池進行組合：成組的任意兩個單體電池之間容量差為10- lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為Ι-ΙΟι?Ω。將符合前述條件的單體裡離子動力電池視為 分選合格的電池，其中，實施例1-9分選得到的單體裡離子動力電池的合格率分別為90%、 92%'91%'86%'88%'81%'83%'44%和 41 %。
[0090] 如圖1所示(單體電池數量為150，電池組為串并聯形式10S15Ρ )，對分選成組的電 池進行串并聯焊接組合成裡離子動力電池組，使得裡離子動力電池組內任意Ξ個相鄰的單 體電池的底面圓屯、之間的距離相等。其中，組合的過程包括:將合格的單體電池按照圖1所 示方式進行排列固定，使得任意Ξ個相鄰的單體裡離子動力電池的底面圓屯、之間的距離相 等，在固定好的單體電池上設置導電連接片，并用激光焊接的方式進行焊接，然后將焊接好 的電池裝入電池殼內。
[00川實施例10
[0092] 按照實施例1的方法，不同的是，選擇符合W下條件的單體電池進行組合:成組的 任意兩個單體電池之間容量差為110-130mAh，電壓差為51-55mV，內阻差為12-15Π 1Ω。將符 合前述條件的單體裡離子動力電池視為分選合格的電池，則實施例10分選得到的單體裡離 子動力電池的合格率為82%。
[0093] 對比例1
[0094] 按照實施例1的方法，不同的是，組合時裡離子動力電池組內任意Ξ個相鄰的單體 電池的底面圓屯、之間的距離并不相等。
[00巧]試驗例2
[0096] 在實施例1-10和對比例1中，分別測定前述組合成的裡離子動力電池組的能量密 度，結果如表2所示。
[0097] 表 2
[009引
[0100] 將表2中實施例和對比例的結果比較可知，在將單體裡離子動力電池組合為裡離 子動力電池組時，控制電池組內任意Ξ個相鄰的單體電池的底面圓屯、之間的距離相等，由 此得到的裡離子動力電池組，具有明顯較高的能量密度和能量效率，能夠顯著延長電動汽 車的續航里程。
[0101] 另外，將實施例1和實施例4的結果比較可知，進行3-5次超聲過濾處理，且超聲處 理中，當超聲頻率為25-50k化，超聲時間為15-35min時，在不影響組合成的裡離子動力電池 組的能量效率的情況下，能夠進一步提高分選得到的裡離子動力電池的合格率任意兩 個單體電池之間容量差為lO-lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1-lOm Ω為標準）。
[0102] 將實施例1和實施例5-7的結果比較可知，將封好口的電池進行活化處理和恒流化 成，且化成的電流為0.8-6CsA，化成的截止電壓為3.8-4.0V時，在不影響組合成的裡離子動 力電池組的能量效率的情況下，能夠進一步提高分選得到的裡離子動力電池的合格率 任意兩個單體電池之間容量差為lO-lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1-lOm Ω為標準）。
[0103] 將實施例1和實施例8-9的結果比較可知，制備電池前將正極漿料和負極漿料分別 進行超聲過濾處理，在大電流下化成狀態下，在不影響組合成的裡離子動力電池組的能量 效率的情況下，能夠進一步提高分選得到的裡離子動力電池的合格率任意兩個單體電 池之間容量差為l〇-l〇〇mAh，電壓差為3-50mV，內阻差為1-lOm Ω為柄;準）。
[0104] 將實施例1和實施例10的結果比較可知，組合時，任意兩個單體電池之間的容量差 為lO-lOOmAh，電壓差為3-50mV，內阻差為l-lOmQ時，能夠進一步提高組合的裡離子動力電 池組的能量效率和分選得到的裡離子動力電池的合格率。
[0105] W上詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實 施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可w對本實用新型的技術方案進 行多種簡單變型，運些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0106] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可W通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各 種可能的組合方式不再另行說明。
[0107] 此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可W進行任意組合，只要其不違 背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【主權項】
1. 一種鋰離子動力電池組，其特征在于，所述鋰離子動力電池組內各單體電池的形狀 均為圓柱體，各單體電池之間通過金屬導體連接，且任意三個相鄰的單體電池的底面圓心 之間的距離相等。2. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組，其特征在于，所述連接的方式為串聯連 接。3. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組，其特征在于，所述連接的方式為并聯連 接。4. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組，其特征在于，所述連接的方式為串并聯連 接。
【文檔編號】H01M10/058GK205429089SQ201520586688
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年8月6日
【發明人】孫杰
【申請人】孫杰, 蔡政, 姜寧